电力系统分析总结(徐慧)

1、第一章1、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何确定的？ 答:电力系统的额定电压：能保证电气设备的正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压。电力系统各元件的额定电压：a.用电设备的额定电压应与电网的额定屯压相同。b. 发电机的额定电压比所连接线路的额定电灰高5%,用于补偿线路上的电灰损失。c.变灰器 的一次绕组额定电压等于电网额定电压,二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高 10%。2、电力线路的额定电压与输电能力有何关系？答：相同的电力线路，额定电压越商，输电能力就越人。在输送功率一定的情况k,输电电灰商，线路损耗少，线路灰降就小，就可以带动更人界兒的电气

2、设备。3、什么是敁大负荷利用小时数？答：是一个假想的时间，在此吋间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰 好等于该电力负荷全年消耗的电能。第二章1、分裂导线的作用足什么？分裂导线为多少合适？为啥？答：在输电线路中，分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比羊导线线路小，分裂的 根数越多，电抗下降也越多，但是分裂数超过4吋，电抗的下降逐渐趋缓。所以最好为4 分裂。2、什么叫变压器的空载试验和短路试验？这w个试验n'以得到变压器的哪些参数？答：变压器的空载试验：将变压器低爪侧加电压，窈压侧丌路。此实验可以测得变器的 空载损耗和空载电流变压器的短路试验：将变压器高压侧加电压，低压侧短

3、路，使短路绕组的电流达到额定值。 此实验可以测得变压器的短路损耗和短路电压。3、对于升压变压器和降压变压器，如果给ili的其他原始数据都相它们的参数相m吗？ 为啥？答：理论上只要w台变压器参数一致（包含给定的空载损耗，变比，短路损耗，短路电压）， 那么这两台变压器的性能就是一致的，也就是说可以互换使用，但是实际上不可能存在这样 的变压器，我们知道出于散热和电磁耦等因数的考虑，一般高压绕组在底层（小电流），低 压绕组在上层（人电流，外层便于散热）。绕组分布可以导致一二次绕飢的泯磁和铜损差别 较大，故此无法做到升压变压器和降压变压器参数完全一致。4、标么值及其特点是什么？电力系统进行计算式，如何选

4、取基准值？答：标幺值是相对于某一基准值而言的，同一科名位，当基准值选収不同时，w标幺值也 不同。它们的关系如k:标幺值=奋名值/基准值。其特点是结果淸晰，计算简便，没旮单位，楚相对值。电力系统基准值的 原则是：a.全系统只能有一套基准值b. 般取额定值为葙准值c.电hi、电流、阯抗和功率的葙准值必须满足电磁难木关系。5、什么叫电力线路的平均额定电压？我国电力线路的平均额定电压有哪些？答：线路额定t均电压是指输电线路首末段电压的t均值。我国的电力线路t均额定电压有 3.15kv、6.3kv、10.5kv、15.75kv、37kv、 115kv、 230kv、 345kv、 525kv。第三章1、

5、什么是电压损耗和电压偏移？答：电压损耗是指始末端电压的数值差。电压偏移是指网络中某节点的实际电压同网络该 处的额定电压之间的数值差。2、如何计算输电线路和变ik器阻抗元件上的电压降落？电压降落的人小主要取决于什么 景？电压降落的相位主要取决于什么景？什么情况下会出现线路末端电压人于线路酋端电 压？答：电压降落是指变压器和输电线路两端电压的a量差，可按照电路原理进行计算，电压 降落人小主要取决于电汛降落的纵分:m:au=(pr+qx>/u,相位主要取决于电灰降落的横行分 景u=(px-qr>aj，当线路末端的功率为界性负荷吋，如线路空载，只有充电功率吋，由于 x»r,由计算

6、公式可见，会lli现首端电压低于末端电压的情况。3、如何计算输电线路和变压器的功率损耗？其导纳支路上的功率损耗有何不同？答：输电线路和变压器功率损耗付以根据输电线路和变压器的等效电路按照电路的基本关系通过计算阻抗和导纳义路的功率损耗来进行，不同的是，线路导纳损耗是界性无功功率， 而变压器导纳支路损耗是感怦的无功功率。4、求闭环网络功率分布的力矩法讣算公式是什么？用力矩法求fli初始功率分布是否考虑 了网络中的功率损耗和电压降落？答：其公式是：。力矩法求出的功率分布没奋考虑网络屮的功率损耗和电压降落。5、什么足循环功率？多极环网在什么愔况下会出现循环功率？答：与负荷无关，由两个供电点的电压差和网

7、络参数确定这部分功率称为循环功率。变 压器的变比k1与k2，当k1关k2 时则存在循环功率。6、有哪些降低网损的技术措施？答：减少无功功率的传输，在闭式m络屮实行功率的经济分布，合理确定电力网的运行电 压，组织变压器的经济运行等。第四章1、电力系统频率偏高偏低有哪些危害？答：a.频率变化对用户的影响：影响用户生产的产品的质量，使电动机的功率降低，影响 电子设备的准确度。b.频率变化对发电厂和电力系统木身的影响：频率降低将使它们的出力 降低，若频率降低过多，有可能使电动机停止运转，这会引起严重后果。电力系统在低频率 运行吋，容易引起汽轮机低压叶片的共振，缩短汽轮机叶片的寿命，严重时会是叶片断裂造

8、 成重大事故。电力系统的频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流将大为增加，引起系 列的无功功率损耗增加，在系统屮备川无功电源不足的情况t,将导致电压的降低。2、什么足电力系统频率的一次和二次调整？电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系 统的频率一次和二次调整冇何关系？答：一次调整：负荷变化引起频率偏差时，系统屮凡装有调速器又帘有可调各景的发电机 组都自动参加频率调整。二次调整：通过操作调频器，使发电机姐的频率特性行的移动， 从而使负衙变动引起的频率偏移缩小在允许波动范围内。关系：负份变化幅度较人，周期较 长的，一次凋整和二次凋整同吋参与，负荷变化幅度小，周期短吋只需一次凋频。3、什么是也力系

9、统jzt荷的tt功功率一频率的静态特性？什么是打功izt荷的频率调节效应? 何为发电机组的有功功率一频率静态特性？发电机的单位调节功率是什么？答：当电力系统稳态运行时，系统中有功功率随频率变化的特性。当系统中有功功率失去 平衡时fw引起频率变化，系统负荷也参与对频率的调节，这种特性有助于系统中有功功率4: 新的频率位下重新获得平衡，这种现象称为负荷的频率调节效皮。发电机输出的有功功率与 系统频率的关系。发电机单位调节功率kg表示当频率下降或上升1hz吋发电机增发或减发 的功率值。4、什么是电力系统的单位调节功率？试说明电力系统频率的一次调频和二次调频的®木 原理。答：电力系统的单位调

10、节功率即电力系统的功率-频率静态特性系数，它表示在计及发电 机组和负荷的调节效成时，引起频率单位变化的负荷变化景。当负荷变化引起频率偏差时， 系统中的某些发电机组装有调速器乂留有可调容量就可以参加频率调整，自动地增加或减小 机组的功率，从而达到新的平衡，这是一次调频的原理。通过操作调频器，使发电机组的 频率特性平行的移动，从而使负荷变动引起的频率偏移缩小在允许波动范刚内，这是二次调 频的原理。5、互联电力系统怎么样调频冰合理？为啥？答：把互联电力系统看作是若干个分系统通过联络线联接而成的互联系统，在调整频率 吋，必须注意联络线功率交换的问题。若互联电力系统发电机功率的二次调整增景apf；能 与

11、全系统负荷增量apd相平衡，则可实现无差调节，即af=o,否则会出现频率偏移。第五章1、电压变化对用户有什么影响？电力系统中无功功率平衡与节点电压的义系？答：电压变化对川户的影响：川屯设备偏离额定电压必然导致效率下降，经济性变差。电压过商会人人缩短照明灯的痔命，也会对没备的绝缘产卞不利影响。电压过低会引起发热， 甚至损坏。系统电压崩溃。无功功率平衡与节点电压的关系：当系统出现无功功率缺额吋, 系统各负载电压降下降；当系统出现无功功率过剩时，系统负荷电压将上升。因为电力系统 屮毎一元件都柯可能产生电压降落，所以电力系统屮各点电压不相同，不可能同时将所有节 点保持在额定电压。2、电力系统中无功负荷

12、和无功功率损耗主耍指什么？答：由于人多数用电设备的功率因数都不等于1，因此在运行屮要消耗无功功率，即为 无功负荷。无功损耗指电力线路上的无功损耗和变压器的无功损耗。3、电力系统中无功功率电源有哪些？发电机的运行极限是如何确定的？荇：发电机，同步调相机，静电电容器，静止补偿器,并联电抗器。做出发电机的等值电 路昀量阁后，以vn末端为原点，vn为x轴（q）, y轴为p,找到额定运行点c,则水平线 pgnc就是原动机出力限制。4、电力系统十电压屮枢点一般选在何处？电压屮枢点的调压方式有哪儿种？哪一种方式 容易实现？那一种不容易实现？答：一般可选择下列母线作为电压中枢点：大型发电厂的高压母线。枢纽变电

13、所的二次 母线。奋人景地方性负荷的发电厂母线。调压方式：逆调压，顺调压，常调压。顺调压易实 现，采用顺凋压方忒的中枢点电压，在最大负荷吋，允许中枢点电压低一些，但不低于线路 额定电压的102.5%,即1.25vn;在敁小负荷时允许中椒点电压高一些，但不等于线路额定 电压的107.5%。逆调压不界易实现，采用逆调压方式的中枢点电伍，在最人负荷时较线路 的额定电压高105%；在最小负荷时等于线路的额定电压即l.ovno常调压只要把中枢点电 压保持在较线路额定电压商102%105%的数值，即1.021.05vn。5、电力系统调压的基本原理是什么？电力系统有哪儿种主要调压措施？当电力系统无功不负吋，是

14、否可以只通 过改变变压器的变比？为什么？ 答：a.基木原理：.其基木原理是从变ik器某一侧的线圈中 引出若干分接头，通过有载分接幵关，在不切断负荷电流的情况下，由一分接头切换到¥ 分接头，以变换有效匝数，达到调节电压的目的。b.调压措施：改变发电机端电压调压， 改变变压器分接义调压，利用并联补偿设备调压，利用中联电容器补偿调压。c.不能，因 为改变变压器的电灰从木质上外没有增加系统的无功功率，这样以减少其他地方的无功功率 来补充某地由于无功功率不足而造成的电压低下，其他地方则冇可能因此人造成无功功率不 足，不能根本性解决整个屯力网的也压质量闷题，所以，必须首先进行无功补偿，再进行调

15、压。6、试比较丼联电界补偿和串联电各补偿的特点，极其在电力系统屮的应jij。答：并联电容器：a.特点：是:经济蛣方便的补偿设备，但控制性能敁差。b.应用：分 散安装在各用户处和一些降压变压所的10kv或35kv母线上使高低压电力网（包括配电网） 的电压损耗和功率损耗都得到减小，在高峰负荷时能提高全网的电压水，在负荷较低吋， 讨以切除部分并联电容器，防止电压过高。串联电容器：a.特点：串联电容器提升的末端 电灰的数位qxc/v （即调fr效果）随无功负荷增人而增人，随无功负荷的减小而减小，恰与 调压要求一致。似对负荷功率因数字或导线截面小的线路，由于pr/v分量的比重人，串联 补偿的调压效果就很

16、小。b.应用：只用于110kv以下屯压等级，长度特別大或有冲击负荷 的架空分支线路上，220kv以k电压等级的远距离输电线路中采用串联电容补摆，作川在于 提高运行稳定性和输电能力。第六章1、为什么要进行派兑变换？.其实质是什么？答：因为在同步发电机原始方程中，磁链方程式出现了变系数：a、转了的旋转使定了绕组间产生相对运动，使定转子绕组间的互感系数发生相应的周期 变化b、转子在磁路上只是分别对于a轴和q轴对称而不是任意对称的，转子旋转也导致定子 各绕组的自感和互感周期性变化，所以引入派克方程线性变换。其实质是将变系数微分分程变换成常系数微分方程。2、同步发电机稳定运行的电势方程、等值电路及向量图

17、的形式如何？答：电势方程：v=fq-jxg/,其中eq=eq-j （xd-xq） id。等值电路和向量图:p165-p166。3、虚拟电势2有何意义？ /的物理意义是什么？答：在凸极机中，xdxq,电势方程中含冇电流两个轴向分g，等值电路图也只能沿两个轴向分別作出，这不便于实际应用。为了能用一个等值电路来代表凸极hd步发电机，或者仅用定子全电流列写电势方程便提出了虚拟电势£（?。/一般指空载电动势。第七章1、什么是短路冲击电流？它在什么条件下出现？与短路电流周期分量有什么关系？答：短路冲击电流指短路电流最人可能的瞬吋值，mjiim表示。其主要作川足校验电气设备的电动力稳定度。它在短路

18、前电路处于空载状态，并且短路吋电源电势刚好过零值（即合闸角为0）的时候，即发生短路活约半个周期时出现。其与/pm的关系是fim=/pm+/pme-0.01/7。2、什么是短路电流的最人有效位？ k计算公式是什么？答：短路电流的敁大冇效值是指以t时刻为中心的一周期内短路全电流瞬时值的均方根 值。其计算式是/im=/p 1+2 （/cim-1） 2。（当冲击系数fcim=1.9 时，/im=1.62/p；当fcim=1.8 时，/im=1.51/p，其中/p为短路电流的强制分量，其变化规律与外加电源电势变化规律相 同。）3、什么足短路功率（短路容量）？其标么值是否等于短路电流标么值？为什么？答：钮

19、路容fi也称短路功率，它等于钮路电流冇效值同短路处的正常工作电压（一般用平 均额定电压）的乘积。短路功率的标幺值等于短路电流的标幺值，w为3vavit 3vbib=itib=it*。4、无阻尼绕组m步发电机突然三相短路时，定子和转子绕组中出现了哪些电流分量？试 用磁链守恒原理说明它们如何产生的。答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路吋，定子电流屮出现的分景包括：a、难频交流分量（含强制分量和自由分量），衰减时间常数为7vt ;b、倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），衰减吋间常数为tb;c、直流分量（£）由分量），衰减吋间常数为ta。转了电流中出现的分量包含：3、直流分量（含强制分

20、量和&由分景），£1由分景的哀减时m常数为77/' b、基频分量（自凼分量），其衰减吋间常数为ta。产生的原因包括：a、三相短路瞬闹，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增人，电枢反应使得转了 f绕组屮磁链突然增人，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个£1由直流分景，丼在定子回路十感应基频交流，最后定子基频分虽与转子直流分跫达到相对平衡（其屮的a由分跫要衰减为0）b、同样，定子绕组为保持磁链守饵，将产生一脉动直流分量（脉动足垂直于d、q不对称），该脉动直流可分解为怛定直流和倍频交流，外在转了屮感价出基频交流分兒。这些量均为自由分s，敁后衮减为0。5、m步发电机稳态

21、，竹态，次柯态吋的电势方程、等值电路及向量图的形式如何？答：稳态时的电势方程：v=eq-ixqh其中（xd-仰）/d。等值电路和向fi阁： p165-p166。暂态吋的电势方程：v=ef -ixdr /其十：f' =f< -j（xq+xd' ）/q。等值电 路和向m阁：p178。次暂态吋的电势方程' -jxef ' /。等值电路和向鲎阁p180。6、为什么要引入暂态电势fff和暂态电抗?它们具冇怎样的物理意义？答：在求収发电机参数屮的未知景时，我们需要找到一个短路瞬间不突变的电势，则可 根据正常运行的状态求取它的值，再利用它不突变的特点來求取短路吋的电流，

22、故我们 引入暂态电势和xd'。如果按纵轴昀把同步电机肴做双绕组变压器，则当副边绕绀（即励磁绕组）短路时，从原边测得的电抗就是xd'。第八章1、什么是对称分量法？正序、负序、零序分量各有什么特点？答：对称分量法是指在三相电路中，任意一组不对称的三向量fa，ffc, fc,可以分解成 三组三相对称的分量：a、正序分撒（三h'd量人小相等，相位互差120° ,且与正常运行时的相序相同）b、负序分量（三向量人小相同，小岗位互差120° ,且与正常运行吋的相序相反）c、零序分量（三向量大小ffl等，相位一致）。2、变压器的零序参数主要由哪些因素决定？零序等值电

23、路有何特点？答：变压器零序泯抗与正序、负序相等，而零序励磁电抗与变压器铁心结构密切相关。零 序等值电路与外电路的连接相关，与变压器三相绕组连接形式及巾性点是否接地有关。3、架空输电线路的正序、负序和零序参数各冇什么特点？荇：架空线路是静止件，它的:ll:序电抗等子负序电抗，由p三相架空线路屮，各相序 电流大小相等，和位相m,各相间互感磁通互相加强，故零序电抗要大于正序电抗。4、三个序网络方程是否与不对称故障的形式奋关？为什么？答：无关，因为它们是直接从故障端口用戴维宁定理等效后得到的。5、如何制定电力系统的各序等值电路？答：做等效电路图吋，一般从故障点开始做起（相当于在故障点施加某一序电压），

24、逐一 查明各序电流能流通的路径，凡各序电流所流经的元件，都应乜括在等效电路中。6、什么是正序等效定则？其意义何在？答：正序等效定则：再简单不对称故障情况下，故障点正序电流与在故障点每一相屮接入 附加附抗，并在其后发牛的三相短路吋的电流相等。其意义足可以计算不对称的三相短路电 流。7、短路故障的等值电势糊与断线故障的等值电势v/广（0）含义有何不同？答：短路故障吋，等值电势是以短路点与屮性点（人地）为端ui,川戴维宁定理等效各序等效电路中接在端口上的各序电压，足矫路点和中性点之间的电压；而断线故障的等值 电势v/广（0）是以断开点的两端为端i i，用戴维宁定理等效各序等效电路屮接在端口上的各 序

25、电压而得到的。第九章1、电力系统稳定性如何分类？研究的主要内界又是什么？答：电力系统的稳定性按照干扰的人小一般分为静态稳定和竹态稳定两类。研究的内界： 系统在某一正常运行的状态下受到干扰之后，经过一段时间能否恢s到原来的稳定运行状态， 或过渡到新的稳定运行状态。2、功角5和发电机惯性吋间常数r/的物理意义是什么？答：功角s既可以做为一个电磁参数，表示电机q轴电势向的相位差，也可以作为一个机 械运动参数表示发电机转了之间的相对空间位置，通过s可以将电力系统中的机械运动和电 磁运动联系起来。tj=j2sb，是发屯机的惯性吋间常数，单位为s，反映发电机转子机械 惯性的重要参数是转子在额定转速下的功能的两倍除以基准功率。3、发电机转子运动方程的基本形式如何？答：用有名值表达发电机转子的运动方程为若选取基准转矩 mb=sba）n，则用标幺值表示为nsbd2sdt2 =am*4、电力系统静态稳定的实用判据是什么？答：其判据就是系统状态方程的特征根都小于0。5、电力系统静态稳定储备系数和整步功率系数的含义是什么？答：电力系统静态稳定储备的人小通常用静态稳定储备系数即来表示，/<p=ps